(57)【要約】【課題】自励振動の発生を抑制できて、被支持体の支持を安定的に行うことができる安価な静圧気体軸受及びこの静圧気体軸受を用いた直動案内装置を提供すること。【解決手段】静圧気体軸受１は、基部４の一方の面から一体的に突設された環状突出部６並びに一端では環状突出部６の突出端面で開口している一方、他端では基部４の外周面で開口する給気通路１１を備えた軸受基体２と、軸受基体２の環状突出部６を受容した環状凹所３３及び環状凹溝３３に連通している複数個の空気吹出孔３８を有した軸受体３と、環状凹溝３３を介する空気吹出孔３８からの空気の吹き出しによる自励振動を減衰する自励振動減衰機構Ａとを具備して。【選択図】図１
2013221529.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基部、該基部の一方の面から一体的に突設された環状突出部並びに一端では該環状突出部の突出端面で開口している一方、他端では基部の外周面で開口すると共に基部及び環状突出部に設けられた給気通路を備えた合成樹脂製の軸受基体と、基部の一方の面に対面している一方の面に形成されていると共に軸受基体の環状突出部を受容した環状凹所、他方の面で開口した環状凹溝及び一端では環状凹溝に連通していると共に他端では環状凹所に開口した自成絞りとしての複数個の空気吹出孔を夫々有した合成樹脂製の軸受体と、環状凹溝を介する空気吹出孔からの空気の吹き出しによる自励振動を減衰する自励振動減衰機構とを具備しており、軸受体は、環状凹所を規定する軸受体の外側円周面及び内側円周面で環状突出部の外周面及び内周面に溶着接合されて軸受基体に一体化されており、自励振動減衰機構は、軸受基体に若しくは軸受体に又は軸受基体及び軸受体の協働により形成された空気室と、一端では該空気室に連通する一方、他端では軸受体の他方の面で開口する少なくとも一つの絞り孔とを具備していることを特徴とする静圧気体軸受。
【請求項２】
環状凹溝は、少なくとも０．３ｍｍの幅と、少なくとも０．０１ｍｍの深さとを有しており、空気吹出孔は、その一端で少なくとも３０μｍの直径を有している請求項１に記載の静圧気体軸受。
【請求項３】
環状凹溝は、０．３〜１．０ｍｍの幅と、０．０１〜０．０５ｍｍの深さとを有しており、該空気吹出孔は、その一端で３０〜１２０μｍの直径を有している請求項１又は２に記載の静圧気体軸受。
【請求項４】
環状凹溝、空気吹出孔及び絞り孔のうちの少なくとも一つは、レーザー加工により形成されている請求項１から３のいずれか一項に記載の静圧気体軸受。
【請求項５】
軸受基体の環状突出部の外周面は、円筒外壁面と、該円筒外壁面に連続して当該円筒外壁面から外方に徐々に拡径する環状の截頭円錐外壁面と、該截頭円錐外壁面と連続して該基部の一方の面に連なると共に円筒外壁面よりも大径の円筒外壁面とを有しており、軸受基体の環状突出部の内周面は、円筒内壁面と、該円筒内壁面に連続して当該円筒内壁面から内方に徐々に縮径する環状の截頭円錐内壁面と、該截頭円錐内壁面と連続して該基部の一方の面に連なると共に円筒内壁面よりも小径の円筒内壁面とを有しており、該軸受体の環状凹所を規定する外側内周面は、当該環状凹所の開口端の外縁を規定する環状の周縁を有した外側円筒内壁面を具備しており、該軸受体の環状凹所を規定する内側内周面は、当該環状凹所の開口端の内縁を規定する周縁を有した内側円筒内壁面を有しており、該軸受体は、外側円筒内壁面を環状突出部の外周面の円筒外壁面に、内側円筒内壁面を環状突出部の内周面の円筒内壁面に夫々嵌合せしめると共に該環状凹所の開口端の外縁を規定する外側円筒内壁面の環状の周縁を環状突出部の外周面の截頭円錐外壁面に、該環状凹所の開口端の内縁を規定する内側円筒内壁面の環状の周縁を環状突出部の内周面の截頭円錐内壁面に夫々接触させて、当該環状突出部に接触する部位で超音波溶着により当該環状突出部に溶着接合されて軸受基体に一体化されている請求項１から４のいずれか一項に記載の静圧気体軸受。
【請求項６】
空気室は、該基部の一方の面と、該基部の一方の面に対面する軸受体の一方の面と、該軸受基体の環状突出部の内周面の截頭円錐内壁面及び小径の円筒内壁面とにより規定されて軸受基体及び軸受体の協働により形成された空所を具備している請求項５に記載の静圧気体軸受。
【請求項７】
軸受基体の環状突出部の外周面は、円筒外壁面と、該円筒外壁面に連続して当該円筒外壁面から外方に徐々に拡径する環状の截頭円錐外壁面と、該截頭円錐外壁面と連続して該基部の一方の面に連なると共に円筒外壁面よりも大径の円筒外壁面とを有しており、軸受基体の環状突出部の内周面は、円筒内壁面と、該円筒内壁面に連続して当該円筒内壁面から内方に徐々に縮径する環状の截頭円錐内壁面と、該截頭円錐内壁面と連続して該基部の一方の面に連なると共に円筒内壁面よりも小径の円筒内壁面とを有しており、該軸受体の該環状凹所を規定する外側内周面は、外側円筒内壁面と、該外側円筒内壁面から徐々に拡径していると共に該環状凹所の開口端の外縁を規定する環状の周縁を有した外側截頭円錐内壁面とを具備しており、該軸受体の該環状凹所を規定する内側内周面は、内側円筒内壁面と、該内側円筒内壁面から徐々に縮径していると共に該環状凹所の開口端の内縁を規定する環状の周縁を有した内側截頭円錐内壁面とを具備しており、該軸受体は、外側円筒内壁面を環状突出部の外周面の円筒外壁面に、内側円筒内壁面を環状突出部の内周面の円筒内壁面に夫々嵌合せしめると共に外側截頭円錐内壁面を截頭円錐外壁面に、内側截頭円錐内壁面を截頭円錐内壁面に夫々接触させて、当該環状突出部に接触する部位で超音波溶着により当該環状突出部に溶着接合されて軸受基体に一体化されている請求項１から４のいずれか一項に記載の静圧気体軸受。
【請求項８】
空気室は、該基部の一方の面と、該基部の一方の面に対面する軸受体の一方の面と、該軸受基体の小径の円筒内壁面とにより規定されて軸受基体及び軸受体の協働により形成された空所を具備している請求項７に記載の静圧気体軸受。
【請求項９】
空気室は、該軸受体の一方の面で開口していると共に該軸受体に形成された凹部を具備している請求項１から８のいずれか一項に記載の静圧気体軸受。
【請求項１０】
絞り孔は、一端では空所に開口している請求項６又は８に記載の静圧気体軸受。
【請求項１１】
絞り孔は、一端では凹部に開口している請求項９に記載の静圧気体軸受。
【請求項１２】
軸受体は、その他方の面に形成されていると共に該環状凹溝の外側で当該環状凹溝を囲む大径環状凹溝と、一方の端部が該環状凹溝に開口すると共に他方の端部が大径環状凹溝に開口する複数個の第一の放射状凹溝と、その他方の面に形成されていると共に該環状凹溝の内側で当該環状凹溝に囲まれた小径環状凹溝と、一方の端部が環状凹溝に開口すると共に他方の端部が小径環状凹溝に開口する複数個の第二の放射状凹溝とを更に具備している請求項１から１１のいずれか一項に記載の静圧気体軸受。
【請求項１３】
大径環状凹溝、第一の放射状凹溝、小径環状凹溝及び第二の放射状凹溝のうちの少なくとも一つは、レーザー加工により形成されている請求項１２に記載の静圧気体軸受。
【請求項１４】
軸受基体に設けられていると共に球体受容凹部を有した球体受容手段を更に具備している請求項１から１３のいずれか一項に記載の静圧気体軸受。
【請求項１５】
球体受容手段は、基部の他方の面で開口して当該基部に形成された截頭円錐凹部を球体受容凹部として有している請求項１４に記載の静圧気体軸受。
【請求項１６】
球体受容手段は、基部の他方の面で開口して当該基部に形成された半球凹部を球体受容凹部として有している請求項１４に記載の静圧気体軸受。
【請求項１７】
球体受容手段は、基部の他方の面で開口して当該基部に形成された円柱状凹部に嵌合固定されていると共に一方の面で開口した截頭円錐凹部を球体受容凹部として有する駒を具備している請求項１４に記載の静圧気体軸受。
【請求項１８】
球体受容手段は、基部の他方の面で開口して当該基部に形成された円柱状凹部に嵌合固定されていると共に一方の面で開口した半球凹部を球体受容凹部として有する駒を具備している請求項１３に記載の静圧気体軸受。
【請求項１９】
上面案内面及び両側案内面を有する案内部材と、この案内部材の外側に配されていると共に上面案内面に対面する上板及び両側案内面に対面する一対の側板を備えた可動テーブルと、この可動テーブルの上板の下面及び一対の側板の夫々の内面のうちの少なくとも一つの面に球体を案内部材に向けて立設されたボールスタッドと、このボールスタッドの球体及び該少なくとも一つの面に対面する上面案内面及び両側案内面の間に配された請求項１４から１８のいずれか一項に記載の静圧気体軸受と、該少なくとも一つの面以外の可動テーブルの上板の下面及び一対の側板の夫々の内面及び当該少なくとも一つの面以外の可動テーブルの上板の下面及び一対の側板の夫々の内面に対面する上面案内面及び両側案内面の間に配された請求項１から１３のいずれか一項に記載の静圧気体軸受とを具備しており、ボールスタッドの球体は、請求項１４から１８のいずれか一項に記載の静圧気体軸受の軸受基体が当該球体を中心としてボールスタッドに対して揺動自在となるように、当該請求項１４から１８のいずれか一項に記載の静圧気体軸受の球体受容手段の球体受容部の夫々に受容されており、請求項１から１３のいずれか一項に記載の静圧気体軸受のうちの少なくとも一つの静圧気体軸受の軸受基体の基部は、該少なくとも一つの面以外の可動テーブルの上板の下面及び一対の側板の夫々の内面に固定されている直動案内装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静圧気体軸受及びこの静圧気体軸受を用いた直動案内装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
精密工作機械や半導体露光装置などにおいては、加工工具や基板等の被加工物を高精度で位置決めすることが要求されている。そのため、被加工物の載置台の位置決め装置に摩擦の殆んどない静圧気体軸受を用いた直動案内装置が用いられている。このような直動案内装置では、被加工物の載置台としての可動テーブルと、案内部材としてのガイドレールとの間に圧縮空気の潤滑膜が介在され、この可動テーブルがガイドレールに対して非接触で移動されるように構成されている。
【０００３】
この直動案内装置に用いられる静圧気体軸受の空気吹出口の絞り形式としては、多孔質絞り、表面絞り、オリフィス絞り、自成絞り等があり、これらの絞り形式を備えた静圧気体軸受は、夫々用途に応じて負荷容量及び軸受剛性等を調整しながら使用されている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、被支持体又は支持体のいずれか一方に固定され、その軸受部材を介して軸受面に供給される加圧空気により支持体を移動自在に支承するようにした静圧気体軸受パッドにおいて、軸受部材として、素材粒子の径がほぼ均一で開気孔の均等性が得られる種類のカーボングラファイト系の材料が提案されている。
【０００５】
また、特許文献２には、多孔質体からなる母材と、この母材上に接合され、予め所望の空気透過量になるように、貫通孔の径及び分布を調整して作製された多孔板からなる表面絞り層とを備え、表面絞り層を介して気体を噴出させ、その静圧によって被支持体を支持する静圧気体軸受が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭６３−２３１０２０号公報
【特許文献２】特開２００１−５６０２７号公報
【特許文献３】特開２００８−８２４４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記従来の静圧気体軸受は、超低摩擦、超高精度及び超高速運動を実現できるものの、軸受材料として、主に、高強度の金属やセラミックスが用いられると共にこれら軸受材料からなる軸受面に高精度の研削仕上げ等を施す必要があるため、必然的に高価となるという問題がある。
【０００８】
しかしながら、上記した超低摩擦、超高精度及び超高速運動までは要求されないが、例えば、液晶スクリーン等の物品を非接触で搬送したり、温度変化を生じさせることなく物品を水平移動させたりする用途においては、静圧気体軸受を用いると装置の構成が簡略化されるなどの利点を有する反面、静圧気体軸受自体が高価なため、当該用途には広く活用されていないのが実情である。
【０００９】
上記実情に鑑み、種々の分野で活用可能な安価な静圧気体軸受を提供するべく本出願人は先に、上面に自成絞り形状又はオリフィス絞り形状の複数個の空気吹出口を、下面に該複数個の空気吹出口と連通する給気溝を夫々有する合成樹脂製の軸受部材と、該軸受部材の下面に前記給気溝を覆うように接合され、該給気溝と連通する給気口を有する軸受基体とが一体化された静圧気体軸受を提案した（特許文献３）。
【００１０】
この特許文献３に記載された静圧気体軸受によれば、静圧気体軸受を形成する合成樹脂製の軸受部材を、金型を用いて射出成形によって形成することができ、機械加工を不要とすることができると共に軸受基体の構造も該軸受体と連通する給気口を形成するのみで、該軸受体と軸受基体とを接合するだけで静圧気体軸受を組み立てることができ、静圧気体軸受の大量生産が可能となり、安価な静圧気体軸受を提供することができるというものである。
【００１１】
しかしながら、特許文献３に記載された静圧気体軸受における空気吹出口は、金型を用いた射出成形で形成されるため、その直径が０．２〜０．４ｍｍ程度の比較的大きな直径の自成絞りあるいはオリフィス絞り形状となり、当該空気吹出口からの給気吹出量が多すぎて自励振動を生じる虞があり、静圧気体軸受による被支持体の支持が不安定となり、やはり実用化するには改良が必要とされる。
【００１２】
本発明は，上記諸点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、自励振動の発生を抑制できて、被支持体の支持を安定的に行うことができる安価な静圧気体軸受及びこの静圧気体軸受を用いた直動案内装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の静圧気体軸受は、基部、該基部の一方の面から一体的に突設された環状突出部並びに一端では該環状突出部の突出端面で開口している一方、他端では基部の外周面で開口すると共に基部及び環状突出部に設けられた給気通路を備えた合成樹脂製の軸受基体と、基部の一方の面に対面している一方の面に形成されていると共に軸受基体の環状突出部を受容した環状凹所、他方の面で開口した環状凹溝及び一端では環状凹溝に連通していると共に他端では環状凹所に開口した自成絞りとしての複数個の空気吹出孔を夫々有した合成樹脂製の軸受体と、環状凹溝を介する空気吹出孔からの空気の吹き出しによる自励振動を減衰する自励振動減衰機構とを具備しており、軸受体は、環状凹所を規定する軸受体の外側円周面及び内側円周面で環状突出部の外周面及び内周面に溶着接合されて軸受基体に一体化されており、自励振動減衰機構は、軸受基体に若しくは軸受体に又は軸受基体及び軸受体の協働により形成された空気室と、一端では該空気室に連通する一方、他端では軸受体の他方の面で開口する少なくとも一つの絞り孔とを具備していることを特徴とする。
【００１４】
本発明の静圧気体軸受によれば、合成樹脂製の軸受基体の環状突出部が合成樹脂製の軸受体の環状凹所に受容されていると共に該環状突出部の外周面及び内周面が該環状凹所を規定する軸受体の外側内周面及び内側内周面に溶着接合されているため、合成樹脂製の軸受体と軸受基体とが強固に一体化されており、軸受基体に若しくは軸受体に又は軸受基体及び軸受体の協働により形成された空気室と、一端では該空気室に連通する一方、他端では軸受体の他方の面で開口する少なくとも一つの絞り孔とを具備している自励振動減衰機構により、環状凹溝を介する空気吹出孔からの空気の吹き出しによる自励振動の発生を抑制できるので、当該静圧気体軸受による被支持体の支持を安定的に行わせることができる。
【００１５】
本発明の静圧気体軸受において、環状凹溝は、少なくとも０．３ｍｍの幅、好ましくは０．３〜０．１ｍｍの幅と、少なくとも０．０１ｍｍの深さ、好ましくは０．０１〜０．０５ｍｍの深さとを有しており、空気吹出孔は、その一端で少なくとも３０μｍの直径、
好ましくは３０〜１２０μｍの直径を有している。
【００１６】
環状凹溝、空気吹出孔及び絞り孔のうちの少なくとも一つは、好ましくは、炭酸ガスレーザー、ＹＡＧレーザー、ＵＶレーザー、エキシマレーザー等から選択される加工用レーザーレーザーでのレーザー加工により形成されている。
【００１７】
環状凹溝、空気吹出孔及び絞り孔のうちの少なくとも一つをレーザー加工により形成すると、切削等の機械加工に比較して、瞬時にこれらを形成でき、大量生産が可能となるばかりでなく、安価に製作することができる。
【００１８】
本発明の静圧気体軸受において、好ましい例では、軸受基体の環状突出部の外周面は、円筒外壁面と、該円筒外壁面に連続して当該円筒外壁面から外方に徐々に拡径する環状の截頭円錐外壁面と、該截頭円錐外壁面と連続して該基部の一方の面に連なると共に円筒外壁面よりも大径の円筒外壁面とを有しており、軸受基体の環状突出部の内周面は、円筒内壁面と、該円筒内壁面に連続して当該円筒内壁面から内方に徐々に縮径する環状の截頭円錐内壁面と、該截頭円錐内壁面と連続して該基部の一方の面に連なると共に円筒内壁面よりも小径の円筒内壁面とを有しており、該軸受体の環状凹所を規定する外側内周面は、当該環状凹所の開口端の外縁を規定する環状の周縁を有した外側円筒内壁面を具備しており、該軸受体の環状凹所を規定する内側内周面は、当該環状凹所の開口端の内縁を規定する周縁を有した内側円筒内壁面を有しており、該軸受体は、外側円筒内壁面を環状突出部の外周面の円筒外壁面に、内側円筒内壁面を環状突出部の内周面の円筒内壁面に夫々嵌合せしめると共に該環状凹所の開口端の外縁を規定する外側円筒内壁面の環状の周縁を環状突出部の外周面の截頭円錐外壁面に、該環状凹所の開口端の内縁を規定する内側円筒内壁面の環状の周縁を環状突出部の内周面の截頭円錐内壁面に夫々接触させて、当該環状突出部に接触する部位で超音波溶着により当該環状突出部に溶着接合されて軸受基体に一体化されている。
【００１９】
斯かる例では、該軸受基体と軸受体との互いに接触する部位が所謂シェア・ジョイントであるので、シェア・ジョイントでの超音波による溶着接合となり、気密性がよく、非常に強い溶着強度が得られて、軸受体と軸受基体とが強固に一体化された静圧気体軸受を提供できる。
【００２０】
本発明の静圧気体軸受において、他の好ましい例では、軸受基体の環状突出部の外周面は、円筒外壁面と、該円筒外壁面に連続して当該円筒外壁面から外方に徐々に拡径する環状の截頭円錐外壁面と、該截頭円錐外壁面と連続して該基部の一方の面に連なると共に円筒外壁面よりも大径の円筒外壁面とを有しており、軸受基体の環状突出部の内周面は、円筒内壁面と、該円筒内壁面に連続して当該円筒内壁面から内方に徐々に縮径する環状の截頭円錐内壁面と、該截頭円錐内壁面と連続して該基部の一方の面に連なると共に円筒内壁面よりも小径の円筒内壁面とを有しており、該軸受体の該環状凹所を規定する外側内周面は、外側円筒内壁面と、該外側円筒内壁面から徐々に拡径していると共に該環状凹所の開口端の外縁を規定する環状の周縁を有した外側截頭円錐内壁面とを具備しており、該軸受体の該環状凹所を規定する内側内周面は、内側円筒内壁面と、該内側円筒内壁面から徐々に縮径していると共に該環状凹所の開口端の内縁を規定する環状の周縁を有した内側截頭円錐内壁面とを具備しており、該軸受体は、外側円筒内壁面を環状突出部の外周面の円筒外壁面に、内側円筒内壁面を環状突出部の内周面の円筒内壁面に夫々嵌合せしめると共に外側截頭円錐内壁面を截頭円錐外壁面に、内側截頭円錐内壁面を截頭円錐内壁面に夫々接触させて、当該環状突出部に接触する部位で超音波溶着により当該環状突出部に溶着接合されて軸受基体に一体化されている。
【００２１】
斯かる他の例では、軸受基体と軸受体との当該互いに接触する部位が所謂スカーフ・ジョイントであるので、当該スカーフ・ジョイントで超音波により一様な発熱が得られ、大きな溶着面積が得られるので、気密性がよく、非常に強い溶着強度が得られ、軸受体と軸受基体とがより強固に一体化された静圧気体軸受を提供できる。
【００２２】
空気室は、該基部の一方の面と、該基部の一方の面に対面する軸受体の一方の面と、該軸受基体の環状突出部の内周面の截頭円錐内壁面及び小径の円筒内壁面とにより規定されて軸受基体及び軸受体の協働により形成された空所を具備していてもよく、これに代えて、該基部の一方の面と、該基部の一方の面に対面する軸受体の一方の面と、該軸受基体の小径の円筒内壁面とにより規定されて軸受基体及び軸受体の協働により形成された空所を具備していてもよく、これらの場合、絞り孔は、一端では空所に開口していてもよい。
【００２３】
また、空気室は、該軸受体の一方の面で開口していると共に該軸受体に形成された凹部を具備していてもよく、この場合、絞り孔は、一端では凹部に開口しているとよい。
【００２４】
本発明の静圧気体軸受において、軸受体は、環状凹溝に加えて、その他方の面に形成されていると共に該環状凹溝の外側で当該環状凹溝を囲む大径環状凹溝と、一方の端部が該環状凹溝に開口すると共に他方の端部が大径環状凹溝に開口する複数個の第一の放射状凹溝と、その他方の面に形成されていると共に該環状凹溝の内側で当該環状凹溝に囲まれた小径環状凹溝と、一方の端部が環状凹溝に開口すると共に他方の端部が小径環状凹溝に開口する複数個の第二の放射状凹溝とを更に具備していてもよく、これら大径環状凹溝、第一の放射状凹溝、小径環状凹溝及び第二の放射状凹溝のうちの少なくとも一つは、上記と同様に、レーザー加工により形成されていてもよい。
【００２５】
本発明の静圧気体軸受は、軸受基体に設けられていると共に球体受容凹部を有した球体受容手段を更に具備していてもよく、斯かる球体受容手段は、基部の他方の面で開口して当該基部に形成された截頭円錐凹部を球体受容凹部として有していても、基部の他方の面で開口して当該軸受基体に形成された半球凹部を球体受容凹部として有していても、基部の他方の面で開口して当該基部に形成された円柱状凹部に嵌合固定されていると共に一方の面で開口した截頭円錐凹部を球体受容凹部として有する駒を具備していても、そして、基部の他方の面で開口して当該基部に形成された円柱状凹部に嵌合固定されていると共に一方の面で開口した半球凹部を球体受容凹部として有する駒を具備していてもよい。
【００２６】
斯かる球体受容手段を備えた静圧気体軸受においては、球体受容凹部に、例えば、ボールスタッドの球体が基部又は駒に摺動自在に接して配されていてもよく、斯かる場合においては、静圧気体軸受に球体回りの自動調芯機能が付加される。
【００２７】
斯かる自動調芯機能が付加された静圧気体軸受は、被加工物の載置台の位置決め装置としての直動案内装置に用いられて好適である。
【００２８】
本発明の直動案内装置は、上面案内面及び両側案内面を有する案内部材と、この案内部材の外側に配されていると共に上面案内面に対面する上板及び両側案内面に対面する一対の側板を備えた可動テーブルと、この可動テーブルの上板の下面及び一対の側板の夫々の内面のうちの少なくとも一つの面に球体を案内部材に向けて立設されたボールスタッドと、このボールスタッドの球体及び該少なくとも一つの面に対面する上面案内面及び両側案内面の間に配されていると共に球体受容手段を有した上記の静圧気体軸受と、該少なくとも一つの面以外の可動テーブルの上板の下面及び一対の側板の夫々の内面及び当該少なくとも一つの面以外の可動テーブルの上板の下面及び一対の側板の夫々の内面に対面する上面案内面及び両側案内面の間に配されていると共に球体受容手段を必ずしも有しない上記の静圧気体軸受とを具備しており、ボールスタッドの球体は、球体受容手段を有した静圧気体軸受の軸受基体が当該球体を中心としてボールスタッドに対して揺動自在となるように、当該静圧気体軸受の球体受容手段の球体受容部の夫々に受容されており、球体受容手段を必ずしも有しない静圧気体軸受のうちの少なくとも一つの静圧気体軸受の軸受基体の基部は、該少なくとも一つの面以外の可動テーブルの上板の下面及び一対の側板の夫々の内面に固定されている。
【００２９】
本発明の直動案内装置によれば、軸受体の複数個の空気吹出孔から案内部材の案内面に圧縮空気を噴射することにより、軸受体の他方の面と案内面との間の軸受隙間（数μｍ〜数十μｍ程度）に形成される空気の潤滑膜によって可動テーブルを案内面に対して非接触の状態に保持することができ、その際、静圧気体軸受では、絞り孔を介して軸受体の他方の面と案内面との間の軸受隙間に絞り孔を介して連通する空気室が振動減衰作用を発揮するため自励振動の発生を抑制でき、そして、軸受体の他方の面と案内面との間の軸受隙間が不均一であって、軸受隙間において圧力差が発生しても、その圧力差により、軸受隙間が均一となる方向に静圧気体軸受が自動調芯され、軸受体の他方の面が案内面に対して平行な状態が保持されるため、案内部材及び可動テーブルの平行度、直角度等の部品精度を比較的粗い精度とすることができ、静圧気体軸受自体の低コストに加えて、安価な直動案内装置を提供することができる。
【００３０】
本発明の静圧気体軸受において、軸受体は、ポリアセタール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂等の熱可塑性合成樹脂から形成されているのが好ましく、また、軸受基体は、ポリアセタール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂等の熱可塑性合成樹脂又はこれらの熱可塑性合成樹脂にガラス繊維、ガラス粉末、炭素繊維もしくは無機充填材を３０〜５０質量％含有した補強充填材含有熱可塑性合成樹脂から形成されているのが好ましい。これら合成樹脂製の軸受体及び軸受基体は、合成樹脂素材を機械加工して形成しても、金型を用いて射出成形により形成してもよい。
【発明の効果】
【００３１】
本発明によれば、自励振動の発生を抑制できて、被支持体の支持を安定的に行うことができる大量生産が可能で、安価な静圧気体軸受及びこの静圧気体軸受を用いた直動案内装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】図１は、本発明の実施の形態の好ましい例の平面説明図である。
【図２】図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線矢視断面説明図である。
【図３】図３は、図２の一部拡大断面説明図である。
【図４】図４は、軸受基体の平面説明図である。
【図５】図５は、図４のＶ−Ｖ線矢視断面説明図である。
【図６】図６は、図５の一部拡大断面説明図である。
【図７】図７は、図５の一部拡大断面説明図である。
【図８】図８は、軸受体の底面説明図である。
【図９】図９は、図８のＩＸ−ＩＸ線矢視断面説明図である。
【図１０】図１０は、軸受体素体と軸受基体との組立体の平面説明図である。
【図１１】図１１は、図１０のＸＩ−ＸＩ線矢視断面説明図である。
【図１２】図１２は、図１１の一部拡大断面説明図である。
【図１３】図１３は、軸受体素体の他の実施の形態の好ましい例の断面説明図である。
【図１４】図１４は、図１３に示す軸受体素体と軸受基体との組立体の断面説明図である。
【図１５】図１５は、図１４の一部拡大断面説明図である。
【図１６】図１６は、軸受体素体の他の実施の形態の好ましい例の底面説明図である。
【図１７】図１７は、図１６のＸＶＩＩ−ＸＶＩＩ線矢視断面説明図である。
【図１８】図１８は、図１７に示す軸受体素体と軸受基体との組立体の断面説明図である。
【図１９】図１９は、本発明の他の実施の形態の好ましい例の断面説明図である。
【図２０】図２０は、軸受体素体の他の実施の形態の好ましい例の底面説明図である。
【図２１】図２１は、図２０のＸＸＩ−ＸＸＩ線矢視断面説明図である。
【図２２】図２２は、図２１に示す軸受体素体と軸受基体との組立体の平面説明図である。
【図２３】図２３は、図２２のＸＸＩＩＩ−ＸＸＩＩＩ線矢視断面説明図である。
【図２４】図２４は、本発明の他の実施の形態の好ましい例の平面説明図である。
【図２５】図２５は、図２４のＸＸＶ−ＸＸＶ線矢視断面説明図である。
【図２６】図２６は、軸受体の他の実施の形態の好ましい例の平面説明図である。
【図２７】図２７は、駒の好ましい例の断面説明図である。
【図２８】図２８は、図２７に示す駒を嵌合固定した軸受基体を用いた本発明の他の実施の形態の好ましい例の断面説明図である。
【図２９】図２９は、図２８に示す例に自動調芯機能を付加した静圧気体軸受の断面説明図である。
【図３０】図３０は、駒の他の好ましい例の断面説明図である。
【図３１】図３１は、図３０に示す駒を嵌合固定した軸受基体を用いた本発明の他の実施の形態の好ましい例の断面説明図である。
【図３２】図３２は、図３１に示す例に自動調芯機能を付加した静圧気体軸受の断面説明図である。
【図３３】図３３は、静圧気体軸受を用いた直動案内装置の実施の形態の好ましい例の断面説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
次に本発明を、図に示す好ましい実施の形態の例に基づいて更に詳細に説明する。なお、本発明はこれらの例に何等限定されない。
【００３４】
図１から図９において、静圧気体軸受１は、好ましくは、ポリアセタール樹脂（ＰＯＭ）、ポリアミド樹脂（ＰＡ）、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）等の熱可塑性合成樹脂又はこれらの熱可塑性合成樹脂にガラス繊維、ガラス粉末、炭素繊維もしくは無機充填材を３０〜５０質量％含有した補強充填材含有熱可塑性合成樹脂から形成されている合成樹脂製の軸受基体２と、軸受基体２に一体的に溶着接合されていると共に好ましくはポリアセタール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂等の熱可塑性合成樹脂から形成されている合成樹脂製の軸受体３とを具備している。
【００３５】
軸受基体２は、特に、図４から図７に示すように、基部４と、基部４の平面視円形の一方の面５から一体的に突設された環状突出部６と、一端７では環状突出部６の平面視円形の突出端面８で開口している一方、他端９では基部４の円筒状の外周面の平坦面部１０で開口すると共に基部４及び環状突出部６に設けられた給気通路１１と、基部４の平面視円形の他方の面１２の中央部に平面視円形の開口面１３を有して当該中央部に設けられていると共に平面視円形の底面１４で規定された円柱状凹部１５とを備えている。
【００３６】
環状突出部６は、外周面１６を有した外側環状突出部１７と、内周面１８を有した内側環状突出部１９とを具備している。
【００３７】
外側環状突出部１７の外周面１６は、特に図６に示すように、円筒外壁面２０と、円筒外壁面２０に連続して円筒外壁面２０から外方に徐々に拡径する環状の截頭円錐外壁面２１と、截頭円錐外壁面２１と連続して基部４の一方の面５に連なると共に円筒外壁面２０よりも大径の円筒外壁面２２とを有している。
【００３８】
内側環状突出部１９の内周面１８は、特に図７に示すように、円筒内壁面２３と、円筒内壁面２３に連続して円筒内壁面２３から内方に徐々に縮径する環状の截頭円錐内壁面２４と、截頭円錐内壁面２４と連続して基部４の一方の面５に連なると共に円筒内壁面２３よりも小径の円筒内壁面２５とを有している。
【００３９】
軸受基体２に設けられた給気通路１１は、円環状の開口２６としての円環状の一端７において突出端面８で開口している共に基部４及び環状突出部６に設けられた有底の円環状凹部２７と、基部４に設けられていると共に一端では円環状凹部２７に連通する一方、給気通路１１の他端９でもある他端では基部４の円筒状の外周面の平坦面部１０で開口している給気口２８とを具備している。
【００４０】
円環状凹部２７は、基部４の外側円筒内壁面２９と、外側円筒内壁面２９に対面した基部４の内側円筒内壁面３０と、基部４の円環状の底壁面３１とによって規定されており、給気口２８は、一端で外側円筒内壁面２９で開口して円環状凹部２７に連通している。
【００４１】
軸受体３は、特に図３、図８及び図９に示すように、基部４の一方の面５に対面している平面視円形の一方の面３２に形成されていると共に軸受基体２の環状突出部６を受容した環状凹所３３と、平面視円形の他方の面３４で開口した環状凹溝３５と、一端３６では環状凹溝３５に連通していると共に他端３７では環状凹所３３に開口した複数個の空気吹出孔３８と、円筒状の外周面３９とを有している。
【００４２】
特に図３に示すように、軸受体３の環状底面４３と、互いに対面する一対の円筒面４４とによって規定された環状凹溝３５は、少なくとも０．３ｍｍの幅Ｗと、少なくとも０．０１ｍｍの深さｄとを有しており、空気吹出孔３８は、その一端３６で、本例では一端３６から他端３７にわたって少なくとも３０μｍの直径Ｄを有して、環状凹所３３と環状凹溝３５との間で自成絞りを形成している。
【００４３】
環状凹所３３は、空気吹出孔３８の他端３７が開口する円環状の天井面４５と、天井面４５の外縁に連接されている外側内周面４６と、天井面４５の内縁に連接されている内側内周面４７とにより規定されている。
【００４４】
環状凹所３３を規定する外側内周面４６は、天井面４５の外縁に連接されている小径縁を有した環状の截頭円錐外壁面４８と、截頭円錐外壁面４８の大径縁に連接されている小径縁を有していると共に外側環状突出部１７の突出端面８に対して隙間４９をもって対面した円環状の段部壁面５０と、段部壁面５０の大径縁に連接されている周縁を有すると共に環状凹所３３の円形の開口端５１の外縁を規定する円環状の周縁５２を有した外側円筒内壁面５３とを具備している。
【００４５】
環状凹所３３を規定する内側内周面４７は、天井面４５の内縁に連接されている大径縁を有した環状の截頭円錐内壁面５４と、截頭円錐内壁面５４の小径縁に連接されている大径縁を有していると共に内側環状突出部１９の突出端面８に対して隙間５５をもって対面した円環状の段部壁面５６と、段部壁面５６の小径縁に連接されている周縁を有すると共に環状凹所３３の円形の開口端５１の内縁を規定する円環状の周縁５７を有した内側円筒内壁面５８とを有している。
【００４６】
静圧気体軸受１は、環状凹溝３５を介する空気吹出孔３８からの空気の吹き出しによる自励振動を減衰する自励振動減衰機構Ａを更に具備しており、自励振動減衰機構Ａは、軸受基体２及び軸受体３の協働により形成された空気室Ｂと、一端４０では一方の面３２の中央部に開口して空気室Ｂに連通していると共に他端４１では他方の面３４の中央部に開口している一つの絞り孔４２とを具備しており、絞り孔４２は、１ｍｍ程度の直径を有しているとよい。
【００４７】
空気室Ｂは、基部４の一方の面５と、面５に対面する軸受体３の一方の面３２と、軸受基体２の環状突出部６の内周面１８の截頭円錐内壁面２４及び小径の円筒内壁面２５とにより規定されて軸受基体２及び軸受体３の協働により形成された空所Ｃを具備しており、絞り孔４２は、一端４０では空所Ｃに開口している。
【００４８】
軸受体３は、外側円筒内壁面５３を外側環状突出部１７の外周面１６の円筒外壁面２０に、内側円筒内壁面５８を内側環状突出部１９の内周面１８の円筒内壁面２３に夫々接触嵌合せしめると共に環状凹所３３の開口端５１の外縁を規定する外側円筒内壁面５３の環状の周縁５２を外側環状突出部１７の外周面１６の截頭円錐外壁面２１に、環状凹所３３の開口端５１の内縁を規定する内側円筒内壁面５８の環状の周縁５７を内側環状突出部１９の内周面１８の截頭円錐内壁面２４に夫々接触させており、軸受体３は、互いに接触する部位、即ち、周縁５２と截頭円錐外壁面２１との接触する部位及び周縁５７と截頭円錐内壁面２４との接触する部位での超音波溶着、所謂シェア・ジョイントにより、周縁５２の截頭円錐外壁面２１への接触する部位及び周縁５７の截頭円錐内壁面２４への接触する部位に加えて、外側円筒内壁面５３の円筒外壁面２０への接触する部位及び内側円筒内壁面５８の円筒内壁面２３への接触する部位で軸受基体２に溶着接合されて、軸受基体２に一体化されている。
【００４９】
軸受体３が環状凹所３３を規定する外側内周面４６及び内側内周面４７で環状突出部６の外周面１６及び内周面１８に溶着接合されて軸受基体２に一体化されることにより、軸基部４の一方の面５と、一方の面５に対面する軸受体３の一方の面３２と、軸受基体２の内側環状突出部１９の内周面１８の截頭円錐内壁面２４及び小径の円筒内壁面２５で規定された空気室Ｂの空所Ｃが形成されることとになる。
【００５０】
静圧気体軸受１においては、軸受体３の面３４での幅Ｗが少なくとも０．３ｍｍで、深さｄが少なくとも０．０１ｍｍの環状凹溝３５と、一端３６では環状凹溝３５に開口し、他端３７では環状凹所３３に開口する直径が少なくとも３０μｍの複数個の自成絞り形状の複数個の空気吹出孔３８とを例えばレーザー加工により瞬時に形成してもよい。
【００５１】
以上の静圧気体軸受１では、軸受体３は、周縁５２と截頭円錐外壁面２１との接触する部、周縁５７と截頭円錐内壁面２４との接触する部、外側円筒内壁面５３と円筒外壁面２０との接触する部及び内側円筒内壁面５８と円筒内壁面２３との接触する部で超音波溶着により瞬時に気密性をもって軸受基体２に溶着接合されているので、大量生産が可能となるばかりでなく、安価とすることができる。
【００５２】
次に図１から図３に示す静圧気体軸受１の製造方法の例を説明すると、まず図４から図７に示すような合成樹脂製の軸受基体２と、一方の面３２の中央部で開口すると共に他方の面３４の中央部で開口する一つの絞り孔４２が予め形成されているが、環状凹溝３５及び複数個の空気吹出孔３８が形成されていない図１０及び図１１に示すような合成樹脂製の軸受体素体３ａを準備し、図１０から図１２に示すように、基部４の一方の面５に軸受体３の一方の面３２に対面させると共に軸受基体２の環状突出部６を軸受体３の環状凹所３３に受容させ、環状凹所３３の開口端５１の外縁を規定する外側円筒内壁面５３の環状の周縁５２を外側環状突出部１７の外周面１６の截頭円錐外壁面２１に、環状凹所３３の開口端５１の内縁を規定する内側円筒内壁面５８の環状の周縁５７を内側環状突出部１９の内周面１８の截頭円錐内壁面２４に夫々接触させて軸受体素体３ａと軸受基体２との組立体５９を形成する。
【００５３】
組立体５９における軸受体素体３ａの面３４に工具ホーン（図示せず）を押し当て、加圧力０．０９８〜０．６０ＭＰａ、振動振幅２０〜８０μｍ、発信時間０．１〜１．５秒、ホールド時間０．５〜１．０秒の溶着条件で超音波振動を与え、周縁５２と截頭円錐外壁面２１との接触部及び周縁５７と截頭円錐内壁面２４との接触部とのシェア・ジョイントにおいて径方向の溶着代Ｘ及び入り込み方向の溶着代Ｙをもって溶着接合させ、軸受基体２と軸受体素体３ａとを接合一体化させる。
【００５４】
ここで、３０質量％のガラス繊維を含有したポリフェニレンサルファイド樹脂から形成された軸受基体２の外側環状突出部１７の円筒外壁面２２の直径をＤ１、円筒外壁面２０の直径をＤ２、内側環状突出部１９の円筒内壁面２３の直径をＤ３、円筒内壁面２５の直径をＤ４とし、ポリフェニレンサルファイド樹脂から形成された軸受体素体３ａの環状凹所３３の外側円筒内壁面５３の直径をｄ１、環状凹所３３の内側円筒内壁面５８の直径をｄ２として、次の寸法諸元の軸受基体２と軸受体素体３ａの組立体５９を、次の溶着条件で超音波溶着して一体化した例について説明する。
【００５５】
＜寸法諸元＞
Ｄ１（円筒外壁面２２の直径）        φ４１ｍｍ（公差＋０．１、０）
Ｄ２（円筒外壁面２０の直径）        φ４０ｍｍ（公差０、−０．０５）
Ｄ３（円筒内壁面２３の直径）        φ２０ｍｍ（公差０．０５、０）
Ｄ４（円筒内壁面２５の直径）        φ１９ｍｍ（公差０、−０．１）
ｄ１（外側円筒内壁面５３の直径）    φ４０ｍｍ（公差＋０．１０、＋０．０５）
ｄ２（内側円筒内壁面５８の直径）    φ２０ｍｍ（公差−０．０５、−０．１０）
＜溶着条件＞
加圧力：０．１ＭＰａ  振動振幅：４０μｍ  発振時間：０．５秒  ホールド時間：０．５秒
【００５６】
上記寸法諸元及び溶着条件にて超音波溶着した軸受基体２と軸受体素体３ａとの組立体５９は、周縁５２と截頭円錐外壁面２１との接合部及び周縁５７との截頭円錐内壁面２４との接合部において、気密性よく溶着接合されており、強固な溶着強度をもって接合一体化されているのを確認した。
【００５７】
このように接合一体化された組立体５９における軸受体素体３ａの面３４に、レーザー加工機によりレーザーを照射し、幅Ｗ０．３〜１．０ｍｍ、深さｄ０．０１〜０．０５ｍｍの環状凹溝３５と、環状凹溝３５を規定する環状底面４３に環状底面４３から軸受体３を貫通して天井面４５で環状凹所３３に開口する直径が少なくとも３０μｍ、好ましくは３０〜１２０μｍの複数個の自成絞り形状の空気吹出孔３８を形成する。
【００５８】
用いる加工用レーザーとしては、炭酸ガスレーザー、ＹＡＧレーザー、ＵＶレーザー又はエキシマレーザー等から選択されるが、好ましくは、炭酸ガスレーザーを用いる。
【００５９】
中央での径が３０ｍｍであって幅０．５ｍｍ、深さ０．０５ｍｍの環状凹溝３５は、レーザー出力９．５Ｗの炭酸ガスレーザーを使用して、スキャンスピード１０００ｍｍ／ｓ、重ね印字回数１回、加工時間２秒でポリフェニレンサルファイド樹脂から形成された軸受体素体３ａの面３４に形成、加工することができ、また、環状凹溝３５の環状底面４３に、環状底面４３から軸受体素体３ａを貫通して天井面４５で環状凹所３３に開口する直径０．０６５ｍｍ（６５μｍ）の自成絞り形状の空気吹出孔３８は、レーザー出力１４Ｗ、加工時間１５秒で円周方向に１０等配の位置に１０個加工することができた。
【００６０】
上記の例では、外側内周面４６は、截頭円錐外壁面４８、段部壁面５０及び外側円筒内壁面５３を具備しており、内側内周面４７は、截頭円錐内壁面５４、段部壁面５６及び内側円筒内壁面５８を具備しているが、これに代えて、図１３から図１５に示すように、外側内周面４６は、截頭円錐外壁面４８、段部壁面５０及び外側円筒内壁面５３に加えて、外側円筒内壁面５３の一端に連接されて当該一端から徐々に拡径していると共に環状凹所３３の開口端５１の外縁を規定する円環状の周縁６０を有した外側截頭円錐内壁面６１を更に具備しており、内側内周面４７は、截頭円錐内壁面５４、段部壁面５６及び内側円筒内壁面５８に加えて、内側円筒内壁面５８の一端に連接されて当該一端から徐々に縮径していると共に環状凹所３３の開口端５１の内縁を規定する円環状の周縁６２を有した内側截頭円錐内壁面６３を更に具備していてもよく、図１３から図１５に示す軸受体素体３ａと基部４との組立体６４では、軸受体３は、外側円筒内壁面５３を外側環状突出部１７の外周面１６の円筒外壁面２０に、内側円筒内壁面５８を内側環状突出部１９の内周面１８の円筒内壁面２３に夫々嵌合せしめると共に外側截頭円錐内壁面６１を外側環状突出部１７の外周面１６の截頭円錐外壁面２１に、内側截頭円錐内壁面６３を内側環状突出部１９の内周面１８の截頭円錐内壁面２４に夫々接触させており、軸受体素体３ａは、互いに接触する部位、即ち、外側截頭円錐内壁面６１と截頭円錐外壁面２１との接触する部位及び内側截頭円錐内壁面６３と截頭円錐内壁面２４との接触する部位での超音波溶着、所謂スカーフ・ジョイント（軸方向の溶着代Ｘ、入り込み方向の溶着代Ｙ）により、外側截頭円錐内壁面６１の截頭円錐外壁面２１への接触する部位及び内側截頭円錐内壁面６３の截頭円錐内壁面２４への接触する部位で軸受基体２に溶着接合されて、軸受基体２に一体化されている。
【００６１】
図１３から図１５に示す組立体６４では、空気室Ｂは、基部４の一方の面５と、一方の面５に対面する軸受体３の一方の面３２と、軸受基体２の内側環状突出部１９の内周面１８の小径の円筒内壁面２５とにより規定されて軸受基体２及び軸受体素体３ａの協働により形成されている空所Ｃを具備している。
【００６２】
図１３から図１５に示す組立体６４によれば、外側截頭円錐内壁面６１と截頭円錐外壁面２１との接触する部位及び内側截頭円錐内壁面６３と截頭円錐内壁面２４との接触する部位で面接触（斜面接触）からなる所謂スカーフ・ジョイントが形成されているため、超音波溶着において面接触で一様な発熱が得られ、大きな溶着面積が得られる結果、スカーフ・ジョイントにおいて気密性がよく、非常に強い溶着強度が得られ、軸受基体２と軸受体素体３ａとは強固に一体化されている。
【００６３】
図１４及び図１５に示す軸受体３ａと軸受基体２との組立体６４を製造するには、図４から図７に示す合成樹脂製の軸受基体２と、図１３に示す合成樹脂製の軸受体３ａとを準備し、図１４及び図１５に示すように、基部４の一方の面５に軸受体３ａの一方の面３２を対面させると共に軸受基体２の環状突出部６を軸受体３ａの環状凹所３３に受容させ、外側截頭円錐内壁面６１を截頭円錐外壁面２１に、内側截頭円錐内壁面６３を截頭円錐内壁面２４に夫々接触させ、以下、上記と同様にして、外側截頭円錐内壁面６１と截頭円錐外壁面２１との接触する部及び内側截頭円錐内壁面６３と截頭円錐内壁面２４との接触する部の溶着接合を行う。
【００６４】
このように接合一体化された組立体６４における軸受体３ａの面３４に、前記と同様にしてレーザー加工機によりレーザーを照射し、幅Ｗ０．３〜１．０ｍｍ、深さｄ０．０１〜０．０５ｍｍの環状凹溝３５と、環状凹溝３５を規定する環状底面４３に環状底面４３から軸受体３を貫通して天井面４５で環状凹所３３に開口する直径が少なくとも３０μｍ、好ましくは３０〜１２０μｍの複数個の自成絞り形状の空気吹出孔３８とを形成することにより、前記と同様の静圧気体軸受１が形成される。
【００６５】
図１６から図１８に示す軸受体素体３ａをもって図１９に示す静圧気体軸受１を形成してもよく、図１９に示す静圧気体軸受１において、自励振動減衰機構Ａは、空所Ｃに加えて、軸受体３の一方の面３２の中央部に平面視円形の開口端６６を有して軸受体３に形成されていると共に開口端６６で空所Ｃに連通した凹部Ｄを更に有した空気室Ｂと、一端６８では凹部Ｄを規定する平面視円形の天井面６９で開口して凹部Ｄに連通している一方、他端７０では他方の面３４の中央部で開口した直径１ｍｍ程度の一つの絞り孔４２とを有している。
【００６６】
一方の面３２の中央部で開口して軸受体３に形成された凹部Ｄは、平面視円形の天井面６９と天井面６９から面３２にかけて末広がりに伸びる截頭円錐面７１とで規定されたすり鉢状に形成されている。
【００６７】
図１９に示す静圧気体軸受１を製造するには、まず、図１８に示すように、軸受基体２の基部４の一方の面５に、一方の面３２の中央部に開口端６６を有する凹部Ｄを備えた図１６及び図１７に示す軸受体素体３ａの一方の面３２を対面させると共に軸受基体２の環状突出部６を軸受体素体３ａの環状凹所３３に受容させ、環状凹所３３の開口端５１の外縁を規定する外側円筒内壁面５３の環状の周縁５２を外側環状突出部１７の外周面１６の截頭円錐外壁面２１に、環状凹所３３の開口端５１の内縁を規定する内側円筒内壁面５８の環状の周縁５７を内側環状突出部１９の内周面１８の截頭円錐内壁面２４に夫々接触させて軸受体素体３ａと軸受基体２との組立体６５を形成し、以下、上記と同様にして、周縁５２と截頭円錐外壁面２１との接触する部及び周縁５７と截頭円錐内壁面２４との接触する部に加えて、外側円筒内壁面５３と円筒外壁面２０との接触する部及び内側円筒内壁面５８と円筒内壁面２３との接触する部を溶着接合して、軸受体素体３ａと軸受基体２とを一体化して、組立体６５を形成する。
【００６８】
このように接合一体化された組立体６５における軸受体素体３ａの面３４に、前記と同様にしてレーザー加工機によりレーザーを照射し、幅Ｗ０．３〜１．０ｍｍ、深さｄ０．０１〜０．０５ｍｍの環状凹溝３５と、環状凹溝３５を規定する環状底面４３に環状底面４３から軸受体素体３ａを貫通して天井面４５で環状凹所３３に開口する直径が少なくとも３０μｍ、好ましくは３０〜１２０μｍの複数個の自成絞り形状の空気吹出孔３８を形成して、図１９に示すような静圧気体軸受１を形成する。
【００６９】
斯かる図１９に示す静圧気体軸受１は、基部４の一方の面５、一方の面５に対面する軸受体３の一方の面３２、軸受基体２の環状突出部６の内周面１８の截頭円錐内壁面２４及び円筒内壁面２５で囲まれた空所Ｃに加えて、開口端６６で空気室Ｃに連通して軸受体３の一方の面３２に形成された凹部Ｄを具備した空気室Ｂと、空気室Ｂの凹部Ｄに開口する一つの絞り孔４２とからなる自励振動減衰機構Ａを具備している。
【００７０】
更に、図１６及び図１７に示す軸受素体３ａであるが、絞り孔４２が形成されていない図２０及び図２１に示す軸受体素体３ａをもって図２４及び図２５に示す静圧気体軸受１を製造してもよい。
【００７１】
図２０及び図２１に示す軸受体素体３ａを用いて図２４及び図２５に示す静圧気体軸受１を製造する場合には、図２２及び図２３に示すように、軸受基体２の基部４の一方の面５に一方の面３２を対面させると共に軸受基体２の環状突出部６を環状凹所３３に受容させ、環状凹所３３の開口端５１の外縁を規定する外側円筒内壁面５３の環状の周縁５２を外側環状突出部１７の外周面１６の截頭円錐外壁面２１に、環状凹所３３の開口端５１の内縁を規定する内側円筒内壁面５８の環状の周縁５７を内側環状突出部１９の内周面１８の截頭円錐内壁面２４に夫々接触させて、以下、上記と同様にして、周縁５２と截頭円錐外壁面２１との接触する部位及び周縁５７と截頭円錐内壁面２４との接触する部位に加えて、外側円筒内壁面５３と円筒外壁面２０との接触する部位及び内側円筒内壁面５８と円筒内壁面２３との接触する部位を溶着接合して、軸受基体２と軸受体素体３ａとを一体化した組立体７２を形成する。
【００７２】
図２２及び図２３に示すように接合一体化された組立体７２における軸受体素体３ａの面３４に、前記と同様にしてレーザー加工機によりレーザーを照射し、幅Ｗ０．３〜１．０ｍｍ、深さｄ０．０１〜０．０５ｍｍの環状凹溝３５と、環状凹溝３５を規定する環状底面４３に環状底面４３から軸受体３を貫通して天井面４５で環状凹所３３に開口する直径が少なくとも３０μｍ、好ましくは３０〜１２０μｍの複数個の自成絞り形状の空気吹出孔３８と、凹部Ｄを規定する天井面６９に対応する面３４の中央部に直径が５０〜６５μｍの複数個、好ましくは４〜２４個の絞り孔４２を形成して、図２４及び図２５に示すような静圧気体軸受１を形成する。
【００７３】
図２４及び図２５に示す斯かる静圧気体軸受１は、軸受基体２の一方の面５、一方の面５に対面する軸受体３の一方の面３２、軸受基体２の環状突出部６の内周面１８の截頭円錐内壁面２１及び円筒内壁面２２で囲まれた空所Ｃに加えて、空所Ｃに連通すると共に軸受体３の一方の面３２に形成された凹部Ｄを具備した空気室Ｂと、空気室Ｂの凹部Ｄに開口する複数個の絞り孔４２とからなる自励振動減衰機構Ａを具備している。
【００７４】
更に上記の静圧気体軸受１の軸受体３は、一個の環状凹溝３５を具備しているが、斯かる環状凹溝３５に加えて、図２６に示すように、軸受体３の他方の面３４に環状凹溝３５と同心に形成されていると共に環状凹溝３５の外側で環状凹溝３５を囲む大径環状凹溝７３と、一方の端部７４が環状凹溝３５に開口すると共に他方の端部７５が大径環状凹溝７３に開口すると共に円周方向に等間隔に配された複数個の放射状凹溝７６と、軸受体３の他方の面３４に環状凹溝３５と同心に形成されていると共に環状凹溝３５の内側で環状凹溝３５に囲まれた小径環状凹溝７７と、一方の端部７８が環状凹溝３５に開口すると共に他方の端部７９が小径環状凹溝７７に開口すると共に円周方向に等間隔に配された複数個の放射状凹溝８０とを具備していてもよい。
【００７５】
図２６に示す軸受体３を有した静圧気体軸受１では、環状凹溝３５に給気された空気は、放射状凹溝７６及び８０を介して大径環状凹溝７３及び小径環状凹溝７７にも供給されるので、供給面積が大きくなり、例えば被支持体の浮上において、安定した浮上を行うことができる。
【００７６】
斯かる大径環状凹溝７３、放射状凹溝７６、小径環状凹溝７７及び放射状凹溝８０は、環状凹溝３５の形成と共にレーザー加工により形成されるとよい。
【００７７】
静圧気体軸受１はまた、図２７及び図２８に示すように、軸受基体２に設けられていると共に球体受容凹部Ｅを有した球体受容手段Ｆを更に具備していてもよく、球体受容手段Ｆは、基部４の他方の面１２で開口して当該基部４に形成された円柱状凹部１５において底面１４にぴったりと接触して基部４に嵌合固定されている駒８１を有しており、駒８１は、一端８２では一方の面８３で開口した円孔８４と、円孔８４の他端８５に連通していると共に一端では他方の面８６で開口して他端８５から面８６に向かうに連れて徐々に拡径された截頭円錐面８７で規定された球体受容凹部Ｅとしてのすり鉢状の截頭円錐凹部８８とを具備している。
【００７８】
図２７及び図２８に示す静圧気体軸受１には、図２９に示すように、駒８１のすり鉢状の截頭円錐凹部８８に、ボールスタッド９０の球体９１の外面が截頭円錐面８７に摺接して当該球体９１が配されることにより、自動調芯機能が付加される。
【００７９】
球体受容手段Ｆはまた、図３０及び図３１に示すように、一端８２では一方の面８３で開口する円孔８４と、円孔８４の他端８５に連通していると共に一端では他方の面８６で開口して他端８５から面８６に向かうに連れて徐々に拡径された半球凹面９２で規定された球体受容部Ｅとしての半球凹部８８とを有すると共に円柱状凹部１５において底面１４にぴったりと接触して基部４に嵌合固定された駒８１を具備していてもよい。
【００８０】
図３０及び図３１に示す静圧気体軸受１おいても、図３２に示すように、駒８１の半球凹部８８に、ボールスタッド９０の球体９１の外面が半球凹面９２に摺接して当該球体９１が配されることにより、自動調芯機能が付加される。
【００８１】
駒８１を摺動性に優れた材料、例えばポリアセタール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂等の熱可塑性合成樹脂、あるいは銅又は銅合金等で形成することにより、駒８１の截頭円錐面８７又は半球凹面９２と球体９１の外面との摺接をより円滑に行わせることができる。
【００８２】
上記の球体受容手段Ｆは、駒８１を有した例であるが、斯かる駒８１を有しないで、基部４の他方の面１２で開口して当該基部４に直接形成された截頭円錐凹部８８又は半球凹部８８を球体受容凹部Ｅとして有していてもよい。
【００８３】
上記の静圧気体軸受１は、図３３に示すような直動案内装置１２０に用いられてもよく、図３３に示す直動案内装置９３は、案内面としての上面案内面９４及び両側案内面９５を有する案内部材９６と、案内部材９６の外側に案内部材９６を跨いで配されていると共に上面案内面９４に対面する上板９７及び両側案内面９５に対面する一対の側板９８を備えた横断面コの字形の可動テーブル９９、可動テーブル９９の上板９７の下面１００及び側板９８の夫々の内面１０１のうちの少なくとも一つの面に、本例では、側板９８の夫々の内面１０１に球体９１を案内部材９６に向けて固定されたボールスタッド９０と、ボールスタッド９０の球体９１の夫々と該少なくとも一つの面である側板１０１の夫々の内面１０１に対面する両側案内面９５の夫々との間に配された図２９に示す静圧気体軸受１と、該少なくとも一つの面以外の面である上板９７の下面１００と下面１００に対面する上面案内面９４との間に配された図２に示す静圧気体軸受１とを具備している。
【００８４】
直動案内装置９３において、ボールスタッド９０の球体９１の夫々は、静圧気体軸受１の夫々の基部４が当該球体９１を中心としてボールスタッド９０に対して揺動自在となるように、球体受容手段Ｆの夫々の截頭円錐凹部８８に、截頭円錐面８７に摺動自在に接触して受容されている。
【００８５】
上板９７の下面１００と下面１００に対面する上面案内面９４との間に配された図２に示す静圧気体軸受１の軸受気体２の基部４は、可動テーブル９９の上板９７の下面１００に固定されている。
【００８６】
斯かる直動案内装置９３によれば、給気通路１１に供給された圧縮空気を軸受体３の複数個の空気吹出孔３８から案内部材９６の上面案内面９４及び両側案内面９５に圧縮空気を噴射することにより、軸受体２の面３４と上面案内面９４及び両側案内面９５との間の軸受隙間に形成される空気の潤滑膜によって可動テーブル９９を上面案内面９４及び両側案内面９５に対して非接触の状態に保持することができる。また、直動案内装置９３によれば、軸受体２の面３４と上面案内面９４及び両側案内面９５との間の軸受隙間の空気圧を絞り孔４２を介して空気室Ｂに伝達できるので、静圧気体軸受１、特に自動調芯機能が付加された静圧気体軸受１における自励振動を抑制でき、被支持体としての可動テーブル９９の支持を安定的に行うことができる。そして、軸受体３の面３４と上面案内面９４及び両側案内面９５との間の軸受隙間が不均一であると、軸受隙間各部に圧力差が発生するが、その圧力差により、自動調芯機能付きの静圧気体軸受１が軸受隙間を均一とする方向に自動調芯され、両側案内面９５に対して平行な状態が保持されるため、案内部材９６及び可動テーブル９９の平行度、直角度等の部品精度を比較的粗い精度とすることができ、静圧気体軸受１自体の低コストに加えて、直動案内装置９３の製作の容易化及びコストの低下を図ることができる。
【００８７】
直動案内装置９３においては、自動調芯機能が付加された静圧気体軸受１として、図３２に示す静圧気体軸受１を使用してもよく、また、自動調芯機能が付加されていない静圧気体軸受１として、上記の各静圧気体軸受１を使用してもよい。
【符号の説明】
【００８８】
１  静圧気体軸受
２  軸受基体
３  軸受体
４  基部
５  面
６  環状突出部
１１  給気通路
１７  外側環状突出部
１９  内側環状突出部
２０  円筒外壁面
２１  截頭円錐外壁面
２２  円筒外壁面
２３  円筒内壁面
２４  截頭円錐内壁面
２５  円筒内壁面
３３  環状凹所
３５  環状凹溝
３８  空気吹出孔
４２  絞り孔
Ｂ    空気室
９０  ボールスタッド
９３  直動案内装置
【図１】
2013221529.tif 000003
【図２】
2013221529.tif 000004
【図３】
2013221529.tif 000005
【図４】
2013221529.tif 000006
【図５】
2013221529.tif 000007
【図６】
2013221529.tif 000008
【図７】
2013221529.tif 000009
【図８】
2013221529.tif 000010
【図９】
2013221529.tif 000011
【図１０】
2013221529.tif 000012
【図１１】
2013221529.tif 000013
【図１２】
2013221529.tif 000014
【図１３】
2013221529.tif 000015
【図１４】
2013221529.tif 000016
【図１５】
2013221529.tif 000017
【図１６】
2013221529.tif 000018
【図１７】
2013221529.tif 000019
【図１８】
2013221529.tif 000020
【図１９】
2013221529.tif 000021
【図２０】
2013221529.tif 000022
【図２１】
2013221529.tif 000023
【図２２】
2013221529.tif 000024
【図２３】
2013221529.tif 000025
【図２４】
2013221529.tif 000026
【図２５】
2013221529.tif 000027
【図２６】
2013221529.tif 000028
【図２７】
2013221529.tif 000029
【図２８】
2013221529.tif 000030
【図２９】
2013221529.tif 000031
【図３０】
2013221529.tif 000032
【図３１】
2013221529.tif 000033
【図３２】
2013221529.tif 000034
【図３３】
2013221529.tif 000035